קאולין הוא מינרל לא מתכתי, שהוא סוג של חרסית וסלע חרסית המורכב בעיקר ממינרלי חרסית מקבוצת הקאוליניט. בשל מראהו הלבן והעדין, הוא ידוע גם כאדמת באייון. נקרא על שם כפר גאולינג בג'ינגדז'ן, מחוז ג'יאנגשי.

הקאולין הטהור שלו הוא לבן, עדין ורך במרקם, עם תכונות פיזיקליות וכימיות טובות כגון פלסטיות ועמידות באש. הרכב המינרלים שלו מורכב בעיקר מקאוליניט, הלויסיט, הידרומיקה, איליט, מונטמורילוניט, כמו גם מינרלים כגון קוורץ ופלדספאר. לקאולין מגוון רחב של שימושים, בעיקר בשימוש בייצור נייר, קרמיקה וחומרים עקשן, ולאחר מכן ציפויים, חומרי מילוי גומי, זיגוג אמייל וחומרי גלם צמנט לבן. בכמויות קטנות, הוא משמש בפלסטיק, צבע, פיגמנטים, גלגלי השחזה, עפרונות, קוסמטיקה יומיומית, סבון, חומרי הדברה, תרופות, טקסטיל, נפט, כימיקלים, חומרי בניין, הגנה לאומית ומגזרים תעשייתיים אחרים.

מאפייני התהליך
בהירות לובן מתקפלת

לובן הוא אחד הפרמטרים העיקריים לביצועים הטכנולוגיים של קאולין, וקאולין בעל טוהר גבוה הוא לבן. לובן הקאולין מחולק ללובן טבעי ולובן מחומם. עבור חומרי גלם קרמיים, הלובן לאחר החימום חשוב יותר, וככל שלובן החימום גבוה יותר, כך האיכות טובה יותר. תהליך הקרמיקה קובע כי ייבוש ב-105 מעלות צלזיוס הוא תקן הדירוג ללובן טבעי, וחימום ב-1300 מעלות צלזיוס הוא תקן הדירוג ללובן מחומם. ניתן למדוד את הלובן באמצעות מד לובן. מד הלובן מודד את הבהירות של 3800-7000Å. מכשיר למדידת החזרת האור באורך גל של (כלומר, אנגסטרום 1 = 0.1 ננומטר). במד לובן, מושווה ההחזרה של דגימת הבדיקה לזו של הדגימה הסטנדרטית (כגון BaSO4, MgO וכו'), וכתוצאה מכך מתקבל ערך לובן (כגון לובן של 90, השווה ל-90% מההחזרה של הדגימה הסטנדרטית).

בהירות היא מאפיין תהליך הדומה ללובן, המקביל ל-4570Å. הלובן תחת קרינת אור באורך גל (אנגסטרום).

צבע הקאולין קשור בעיקר לתחמוצות המתכת או החומר האורגני שהוא מכיל. בדרך כלל, כשהוא מכיל Fe2O3, הוא נראה אדום ורוד וצהוב חום; כשהוא מכיל Fe2+, הוא נראה כחול בהיר וירוק בהיר; כשהוא מכיל MnO2, הוא נראה חום בהיר; אם הוא מכיל חומר אורגני, הוא מופיע בצהוב בהיר, אפור, כחול, שחור וצבעים אחרים. קיימים זיהומים אלה, ומפחיתים את הלובן הטבעי של הקאולין. ביניהם, מינרלים מברזל וטיטניום יכולים גם הם להשפיע על הלובן המבושל, ולגרום לכתמי צבע או צלקות התכה על הפורצלן.

התפלגות גודל החלקיקים המתקפלת
פיזור גודל החלקיקים מתייחס לשיעור החלקיקים בקאולין טבעי בטווח רציף נתון של גדלי חלקיקים שונים (מבוטא במילימטרים או מיקרומטר), מבוטא באחוזים. מאפייני פיזור גודל החלקיקים של קאולין הם בעלי משמעות רבה לסלקטיביות ויישום התהליך של עפרות. לגודל החלקיקים שלו יש השפעה משמעותית על הפלסטיות שלו, צמיגות הבוץ, קיבולת חילוף היונים, ביצועי העיצוב, ביצועי הייבוש וביצועי השריפה. עפרת קאולין דורשת עיבוד טכני, והאם קל לעבד אותה לרמת הדקיקות הנדרשת הפך לאחד הסטנדרטים להערכת איכות העפרה. לכל מחלקה תעשייתית יש דרישות ספציפיות לגודל החלקיקים ולרמת הדקיקות של קאולין למטרות שונות. אם ארצות הברית דורשת שקאולין המשמש כציפוי יהיה פחות מ-2 מיקרון, תכולת ה-m מהווה 90-95%, וחומר מילוי הנייר פחות מ-2 מיקרון מהווה 78-80%.

כריכת קיפול
הידבקות מתייחסת ליכולתו של קאולין להתחבר עם חומרי גלם שאינם פלסטיים ליצירת מסות בוץ פלסטיות ובעלות דרגה מסוימת של חוזק ייבוש. קביעת יכולת הקישור כרוכה בהוספת חול קוורץ סטנדרטי (עם הרכב מסה של 0.25-0.15 מ"מ בגודל חלקיקים המהווה 70% ו-0.15-0.09 מ"מ בגודל חלקיקים המהווה 30%) לקאולין. אם שופטים את גובהו על סמך תכולת החול הגבוהה ביותר שבו, כאשר הוא עדיין מסוגל לשמור על מסת חרסית פלסטית, וחוזק הכיפוף שלו לאחר ייבוש, ככל שמוסיפים יותר חול, כך יכולת הקישור של הקאולין חזקה יותר. בדרך כלל, לקאולין בעל פלסטיות חזקה יש גם יכולת קישור חזקה.

דבק מתקפל
צמיגות מתייחסת למאפיין של נוזל המעכב את זרימתו היחסית עקב חיכוך פנימי. גודלה (הפועל על יחידת שטח אחת של חיכוך פנימי) מיוצג על ידי צמיגות, ביחידות של Pa·s. קביעת הצמיגות נמדדת בדרך כלל באמצעות ויסקומטר סיבובי, המודד את מהירות הסיבוב בבוץ קאולין המכיל 70% מוצקים. בתהליך הייצור, לצמיגות יש משמעות רבה. היא לא רק פרמטר חשוב בתעשיית הקרמיקה, אלא גם בעל השפעה משמעותית על תעשיית ייצור הנייר. על פי נתונים, בעת שימוש בקאולין כציפוי במדינות זרות, הצמיגות נדרשת להיות כ-0.5Pa·s לציפוי במהירות נמוכה ופחות מ-1.5Pa·s לציפוי במהירות גבוהה.

טיקסוטרופיה מתייחסת לתכונות שבהן תרחיף שהסמיך לג'ל ואינו זורם עוד הופך לנוזלי לאחר לחץ, ולאחר מכן מתעבה בהדרגה למצבו המקורי לאחר שהיה סטטי. מקדם העובי משמש לייצוג גודלו, והוא נמדד באמצעות ויסקומטר זרימה חוץ וויסקומטר נימי.

הצמיגות והתיקסוטרופיה קשורות להרכב המינרלים, גודל החלקיקים וסוג הקטיון בבוץ. באופן כללי, לאלו עם תכולה גבוהה של מונטמורילוניט, חלקיקים עדינים ונתרן כקטיון הניתן להחלפה העיקרי, יש צמיגות ומקדם עיבוי גבוהים. לכן, בתהליך, שיטות כגון הוספת חרסית פלסטית מאוד ושיפור הדקיקות משמשות בדרך כלל כדי לשפר את הצמיגות והתיקסוטרופיה שלה, בעוד ששיטות כגון הגדלת תכולת האלקטרוליט המדולל והמים משמשות כדי להפחית אותה.